陇南小麦条锈病的时空分布及遗传多样性研究

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小麦条锈病是由条形柄锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici Eriks)引起的一种重要气传真菌病害,是世界各小麦主产国最主要的病害之一。甘肃陇南地区(包括天水地区)不仅是我国小麦条锈病最重要的越夏基地,而且还是条锈病的“常发易变区”和病菌生理小种产生的策源地,在中国小麦条锈病流行体系中具有至关重要的战略地位。近年来随着全球气侯变暖、种植业结构调整和品种布局发生变化,小麦条锈病在陇南地区的越冬、越夏以及菌源传播规律亦发生了新的变化。本项研究以天水甘谷为基点,通过对不同海拔高度地区条锈病田间系统观察和大田普查、条锈菌毒性鉴定和遗传多样性分析,进一步考证本地区不同海拔高度区域条锈病发生发展情况以及区间菌源关系,研究结果对于病害流行测报、源头治理等都具有重要指导意义。现将主要研究结果报导如下。通过对天水地区不同海拔高度地带小麦条锈病田间系统观察和大田普查,明确了秋苗发病的基本特点,即在同一品种铭贤169上,由低海拔到高海拔地区表现出病情不断加重、发病高峰期逐渐提早的趋势;而春季发病则恰好相反,由高海拔到低海拔地区病情不断加重、发病高峰期逐渐提早。小麦秋苗发病重、越冬菌源多,是导致当地小麦条锈病春季流行的重要因素。一般年份小麦条锈菌在天水地区海拔1293~2080m地带可以越冬,其越冬率随海拔降低而增高;同一地点不同年份间越冬率略有差异。小麦条锈菌在天水地区越冬海拔上限比上世纪五、六十年代提高了300m左右,其主要原因是由于本地区条锈菌越冬阶段的气温比上世纪五、六十年代气温有显著提高。选用39个已知抗条锈病单基因系或已知基因品系对采自天水地区不同海拔高度的66份小麦条锈菌标样进行了毒性鉴定,并用8对SSR引物对其进行分子多态性分析。结果表明,该地区条锈菌群体对目前国际上已命名的绝大多数抗条锈病基因都具有高频率且稳定的毒性,除对Yr5、Yr24、Yr26无毒力和对Yr10、YrMoro的毒力频率均为1.5%外,对其余34个已知抗条锈基因的毒力频率在55.4%~100.0%之间。运用NTSYSpc version 2.10软件对毒性数据和DNA多态性数据进行聚类分析结果发现,菌株间毒性多态性和DNA多态性均较高,相似系数分别在0.46~1.00和0.41~1.00之间;不同海拔高度条锈菌群体的毒性基因频率和DNA多态性相似程度均较高,说明不同海拔高度区间条锈菌源交流非常频繁。条锈菌毒性多态性与DNA多态性缺乏显著相关性,二者之间的相关性系数为0.02931。这些研究结果对于陇南地区小麦品种合理布局和病菌生理小种变异动态监测都具有重要参考价值。
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